№9-2|2011

ПИТЬЕВОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

bbk 000000

УДК 628.161.3

Астраханцев Д. В., Кирсанов А. А., Егорова Ю. А., Быкова П. Г., Ерчев В. Н., Стрелков Д. А., Занина Ж. В.

Модернизация реагентного хозяйства насосно-фильтровальной станции г. Самары с использованием порошкообразного угольного сорбента

Аннотация

Модернизация реагентного хозяйства, проведенная на одной из очередей насосно-фильтровальной станции г. Самары производительностью 360 тыс. м3/сут, позволила повысить надежность водоподготовки. Технологическая схема включает первичное хлорирование, введение порошкообразного активированного угля в исходную воду, подачу коагулянта перед смесителем, флокулянта на выходе воды из смесителя, осветление в горизонтальных отстойниках, фильтрацию на скорых фильтрах, вторичное хлорирование. Использование в схеме водоподготовки порошкообразного активированного угля обеспечивает качество питьевой воды, соответствующее нормативным требованиям.

Ключевые слова

, , , , , ,

 

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Основным источником водоснабжения г. Самары является Саратовское водохранилище. При внешнем благополучии и стабильности уровня примесей природного происхождения (цветность 31–77 град, мутность 0,24–8,34 мг/л, перманганатная окисляемость 5,6–8,64 мг/л) в источнике водоснабжения обнаруживаются органические вещества различных классов и групп. Органические соединения как природного (гуминовые вещества, амины), так и техногенного (поверхностно-активные вещества) происхождения способны изменять органолептические свойства питьевой воды (запах, привкус, мутность). В то же время многие соединения весьма неустойчивы и склонны к непрерывной трансформации. Непосредственное измерение концентрации органических веществ в питьевой воде затруднительно, поэтому содержание их принято характеризовать косвенным путем, например, определяя перманганатную окисляемость воды.

Загрязнения попадают в водохранилище со стоками и грунтовыми водами, в результате сбоев в работе предприятий и транспорта, смываются с территории города и промышленных объектов дождевыми и талыми водами, могут появляться в водоисточнике неожиданно и в высоких концентрациях, создавая на несколько дней непредвиденные проблемы снабжения населения г. Самары водой, соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая».

Насосно-фильтровальная станция (НФС-1) является одним из основных сооружений подготовки воды для населения и промышленных предприятий Самары. На станции эксплуатируются семь параллельных очередей очистных сооружений, ввод в эксплуатацию которых осуществлялся с 1932 (первая очередь) по 1985 г. (седьмая очередь). Общая проектная производительность сооружений 650 тыс. м3/сут. Водоподготовка производится в две ступени: первая – отстаивание в горизонтальных отстойниках со встроенными камерами хлопьеобразования; вторая – фильтрование на скорых фильтрах с загрузкой из кварцевого песка. Одной из самых крупных является седьмая очередь производительностью 360 тыс. м3/сут.

В состав седьмой очереди очистных сооружений входят: реагентное хозяйство; три смесителя; три отстойника с самостоятельно действующими секциями (в первом отстойнике 5 секций; во втором и третьем – по 4 секции); 13 скорых фильтров с площадью фильтрования 120 м2 каждый.

При подготовке хозяйственно-питьевой воды применяется реагентная обработка: коагуляция сернокислым алюминием; флокуляция реагентом Magnafloc LT20; двухступенчатое обеззараживание жидким хлором.

Все сооружения НФС-1, в том числе и реагентное хозяйство, были построены по типовым проектам и ориентированы в основном на осветление воды с содержанием взвешенных веществ до 400 мг/л и цветностью до 35 град. Применяемая технология не обеспечивает необходимую степень очистки воды в случае техногенного загрязнения водоисточника.

В последние годы наблюдается резкое снижение содержания взвешенных веществ и повышение цветности воды поверхностного источника водоснабжения, что обостряет проблему получения чистой питьевой воды. Качество воды, поступающей на сооружения, нестабильно и характеризуется значительными изменениями в течение года таких показателей, как цветность, перманганатная окисляемость, мутность, содержание взвешенных веществ и общего железа.

В паводковый период возрастают окисляемость воды, мутность, загрязнение техногенными химическими токсикантами, поэтому возникает необходимость использования дополнительных методов очистки воды. Для гарантированного обеспечения населения качественной питьевой водой в паводковый период было предложено в дополнение к традиционной схеме очистки предусмотреть систему углевания воды порошкообразным активированным углем (ПАУ) марки СПДК-27.

В лабораторных условиях на НФС-1 были проведены исследования по определению дозы ПАУ. На основании пробного коагулирования для обработки воды установлены следующие дозы реагентов: коагулянт Al2(SO4)3 – 30 мг/л; флокулянт Magnafloc LT20 – 0,2 мг/л; жидкий хлор (первичное хлорирование) – 2,5 мг/л; доза ПАУ для обработки исходной воды перед смесителем – 10 мг/л, после отстаивания перед фильтрованием – 5 мг/л. Качество воды после отстаивания и фильтрования контролировалось по следующим показателям: цветность, окисляемость, содержание остаточного алюминия, нефтепродуктов, хлороформа, бромдихлорметана, фенолов.

09-2_03_ris_01

При перманганатной окисляемости исходной воды 5,71 мг/л, содержании нефтепродуктов 0,029 мг/л, фенолов 0,00074 мг/л, алюминия 0,4 мг/л, отсутствии хлороформа и бромдихлорметана после обработки реагентами содержание остаточного алюминия возросло до 2,55 мг/л, хлороформа – до 0,036 мг/л, бромдихлорметана – до 0,012 мг/л. Параллельно в исходную воду с указанными концентрациями загрязнений был введен ПАУ дозой 10 мг/л, а через 10 минут добавлены реагенты. После перемешивания и отстаивания в течение 1,5 ч содержание нефтепродуктов в осветленной воде снизилось на 6%, хлороформа на 33%, бромдихлорметана на 30%, фенолов на 5%. После отстаивания в воду перед фильтрованием был введен ПАУ дозой 5 мг/л, что позволило в фильтрованной воде снизить перманганатную окисляемость до 3,02 мг/л, содержание нефтепродуктов составило 0,014 мг/л, остаточного алюминия – 0,087 мг/л, хлороформа – 0,018 мг/л, бромдихлорметана – 0,0052 мг/л, фенолов – 0,0005 мг/л, цветность – 4,9 град.

Полученные в лабораторных условиях положительные результаты при использовании ПАУ для доведения качества воды до нормативных требований по содержанию остаточного алюминия, а также снижения концентрации хлороформа, бромдихлорметана и фенолов позволили рекомендовать применение ПАУ на седьмой очереди НФС-1.

Блок ПАУ было предложено разместить в здании реагентного хозяйства, расположенного рядом со смесителями. В состав реагентного хозяйства входят: 6 растворных баков объемом по 65,5 м3 каждый; 3 расходных бака объемом по 288 м3 и 3 бака-хранилища объемом по 288 м3; 3 воздуходувки; 2 насоса для перекачки коагулянта. Дозирование коагулянта осуществляется с помощью эжекторов.

В связи с изменением качества исходной воды в сторону снижения содержания взвешенных веществ до 8–10 мг/л, цветности до 70 град и перманганатной окисляемости до 8,6 мг/л уменьшился расход коагулянта, высвободились емкости растворных и расходных баков.

Сотрудниками кафедры «Водоснабжение и водоотведение» Самарского государственного архитектурно-строительного университета совместно со специалистами Научно-производственной фирмы «ЭКОС» г. Самары был разработан технологический проект узла приготовления и дозирования ПАУ на седьмой очереди НФС-1. В реагентном хозяйстве были выделены два растворных и два расходных бака, снабженных барботажной системой для подачи воздуха от установленных в реагентном хозяйстве воздуходувок.

Транспортировку и хранение порошкообразного активированного угля предусмотрено осуществлять в герметичных металлических контейнерах, оборудованных системами подачи воды, воздуха и гидроэлеватором для выгрузки угля. Металлические контейнеры установлены в помещении, расположенном рядом с баками реагентного хозяйства, резервные контейнеры – на площадке рядом с реагентным хозяйством. ПАУ перед выгрузкой замачивается в контейнере с горячей водой в течение 6–8 часов. Замоченный уголь выгружается в растворные баки, куда добавляется водопроводная вода с целью доведения пульпы до 10-процентной концентрации. Приготовленная пульпа из растворных баков перекачивается насосами 2СМ 65-50-125а/2 (один рабочий и один резервный) в расходные баки. Концентрация ПАУ в расходных баках – 1%. Из расходных баков раствор ПАУ с дозой 10 мг/л насосами-дозаторами подается в напорный коллектор, подводящий исходную воду к смесителям до ввода всех реагентов.

Вода из смесителей поступает в отстойники, совмещенные с камерами хлопьеобразования. При необходимости предусмотрен ввод раствора ПАУ с дозой 5 мг/л в сборный карман каждой из секций отстойников перед поступлением осветленной воды на фильтры. Вода после фильтров направляется в резервуары чистой воды, где подвергается вторичному хлорированию. Из резервуара чистой воды вода забирается насосной станцией второго подъема и подается потребителям. На рисунке приведена схема седьмой очереди насосно-фильтровальной станции с модернизированным реагентным хозяйством.

Выводы

Внедрение технологии углевания воды на насосно-фильтровальной станции (седьмая очередь) позволит снизить содержание техногенных органических и хлорорганических соединений в воде, поступающей на очистные сооружения, сократить концентрацию остаточного алюминия в очищенной воде, получить очищенную воду, соответствующую требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода». Предложенная технологическая схема обеспечивает глубокую очистку воды без дополнительных капитальных затрат на строительство растворных и расходных баков, а также помещения для установки контейнеров с углем.

 

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

ecw18 vst 200

Banner konferentciia itog 200x100

VAK2

bajkal forum 100x100

Трубопроводная арматура АБРАДОКС, АБРА, ABRADOX, ABRA

Авторизация

Внимание! Рекомендуется просматривать сайт максимально свежими версиями браузеров. Некоторые устаревшие версии (IE 8) не смогут корректно скачать материалы номеров журнала.